第3章 ROS2編程基礎(chǔ)

機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS2）入門(mén)與實(shí)踐機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS2）入門(mén)與實(shí)踐第1章LinuxUbuntu入門(mén)基礎(chǔ)第2章ROS2安裝與系統(tǒng)架構(gòu)第3章ROS2編程基礎(chǔ)第4章ROS2機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制第5章激光雷達(dá)在ROS2中的使用第6章IMU在ROS2中的使用第7章ROS2中的SLAM環(huán)境建圖第8章ROS2中的NAV2自主導(dǎo)航第9章ROS2中的圖像視覺(jué)應(yīng)用第10章ROS2的三維視覺(jué)應(yīng)用第11章ROS2的機(jī)械臂應(yīng)用第12章基于ROS2的綜合應(yīng)用第3章3.3面向?qū)ο蟮墓?jié)點(diǎn)Node實(shí)現(xiàn)

第3章ROS2編程基礎(chǔ)3.2話(huà)題Topic和消息Message3.1節(jié)點(diǎn)Node和軟件包Package3.4Launch文件3.5本章小結(jié)

節(jié)點(diǎn)Node和軟件包Package是ROS2的程序的組織形式。其中節(jié)點(diǎn)Node相當(dāng)于一個(gè)ROS2的程序文件。當(dāng)我們運(yùn)行一個(gè)ROS2程序的時(shí)候，實(shí)際上運(yùn)行的就是一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)文件。軟件包Package是節(jié)點(diǎn)文件的容器，通常是一個(gè)包含了一系列配置文件的目錄。而節(jié)點(diǎn)源碼文件，就放在軟件包目錄的某個(gè)子文件夾中（一般是src文件夾）。3.1節(jié)點(diǎn)Node和軟件包Package創(chuàng)建軟件包Package和節(jié)點(diǎn)Node的詳細(xì)操作步驟：見(jiàn)教材P56-P66頁(yè)

3.2話(huà)題Topic和消息Message

在ROS2中，節(jié)點(diǎn)Node之間的通訊最常用的方式是話(huà)題Topic和消息Message。其中話(huà)題Topic可以理解為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)聊天室。在這個(gè)話(huà)題聊天室里發(fā)言的節(jié)點(diǎn)，可以稱(chēng)為發(fā)布者Publisher。而聊天室中所有看到發(fā)言?xún)?nèi)容的節(jié)點(diǎn)，可以稱(chēng)為訂閱者Subscriber。

在話(huà)題聊天室中傳送的發(fā)言?xún)?nèi)容，就是消息Message。所以上述通訊機(jī)制可以概括為：1）發(fā)布者Publisher將要發(fā)生的數(shù)據(jù)打包成消息Message，然后發(fā)送到話(huà)題Topic中。2）訂閱者Subscriber訂閱一個(gè)話(huà)題Topic，從話(huà)題中獲取消息Message。然后把消息中的數(shù)據(jù)解析出來(lái)，進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算和使用。

編寫(xiě)話(huà)題發(fā)布者Publisher、話(huà)題訂閱者Subscriber的詳細(xì)操作步驟：見(jiàn)教材P67-P85頁(yè)

3.3面向?qū)ο蟮墓?jié)點(diǎn)Node實(shí)現(xiàn)

在前面的實(shí)驗(yàn)里，使用的都是過(guò)程式編程，可以很清晰的展示節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行過(guò)程。但是在大量的開(kāi)源項(xiàng)目中，最流行的是面向?qū)ο蟮木幊谭绞?。也就是將?jié)點(diǎn)Node封裝成類(lèi)Class。

話(huà)題發(fā)布者Publisher的類(lèi)封裝、話(huà)題訂閱者Subscriber的類(lèi)封裝的詳細(xì)操作步驟：見(jiàn)教材P85-P91頁(yè)

3.4Launch文件

在ROS2中，可以通過(guò)Launch文件一次啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，省去了逐個(gè)節(jié)點(diǎn)輸入指令啟動(dòng)的繁瑣。在ROS2中，支持用三種語(yǔ)音來(lái)編寫(xiě)Launch文件，分別是XML、YAML和Python。其中XML的語(yǔ)法和ROS1的Launch文件格式類(lèi)似；YAML格式的Launch文件使用比較少；而在ROS2的開(kāi)源社區(qū)中，則以Python語(yǔ)言的Launch文件最為流行。

分別使用XML、YAML和Python這三種語(yǔ)言構(gòu)建Launch文件的詳細(xì)操作步驟：見(jiàn)教材P91-P104頁(yè)3.5本章小結(jié)

本章主要是對(duì)ROS2的基本程序概念進(jìn)行介紹和編程。首先詳細(xì)介紹了ROS2程序的組織形式節(jié)點(diǎn)Node和軟件包Package，以及節(jié)點(diǎn)Node之間最常用的通訊方式話(huà)題Topic和消息Message的實(shí)現(xiàn)；

接著，使用面向?qū)ο?/p>